隨著列車(chē)迅速發(fā)展,列車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)速越來(lái)越高,對(duì)列車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)性和對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)抗撓和抗扭剛度及重載、耐磨等安全性提出了高要求。時(shí)速超過(guò)200km的高速鐵路橋梁需配置橋梁支座。而橋梁支座耐磨材料是支座中至關(guān)重要的滑動(dòng)部件。我國(guó)自20世紀(jì)70年代以來(lái)一直采用聚四氟乙烯(PTFE)作為公路、鐵路橋梁支座的耐磨板材料。由于聚四氟乙烯材料具有耐磨性能不夠、抗重承載、抗蠕變性能較差,容易導(dǎo)致冷流等缺點(diǎn),難以滿足新時(shí)代鐵路高速、重載的要求。
隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明:超高分子量聚乙烯板的摩擦系數(shù)略高于聚四氟乙烯板,但由于聚四氟乙烯板的使用應(yīng)力為30MPa,μ=0.030,而超高分子量聚乙烯板的使用應(yīng)力為45~60MPa,μ=0.021~0.027,因此,實(shí)際支座使用條件下的摩擦系數(shù),二者是相當(dāng)?shù)摹S梢陨戏治隹?/span>見(jiàn),在大噸位球型支座上采用超高分子量聚乙烯板是有利的。
(1)提高了支座滑板材料的使用應(yīng)力,可減小支座結(jié)構(gòu)尺寸。
(2)支座滑板耐磨性能明顯優(yōu)于聚四氟乙烯滑板;
(3)超高分子量聚乙烯板的摩擦系數(shù)與聚四氟乙烯滑板相當(dāng)。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明經(jīng)過(guò)改性超高分子量聚乙烯板比PTFE具有更為突出的綜合力學(xué)性能,更適宜在高應(yīng)力(45MPa以上)和高速度(15mm/s)使用條件下替代聚四氟乙烯滑板用于活動(dòng)支座。特別是超高分子量聚乙烯板承載能力高、抗蠕變性能好、耐磨損性能突出,是高速鐵路、公路橋梁支座理想的耐磨材料。
在高速鐵路及磁懸浮列車(chē)的橋梁支座上,以適應(yīng)支座快速位移的需要。根據(jù)德國(guó)的實(shí)驗(yàn)研究,超高分子量聚乙烯板在正壓力為60MPa應(yīng)力條件下,以相對(duì)滑動(dòng)速度為 15mm/s,與不銹鋼板面的對(duì)磨距離50km后,超高分子量聚乙烯板幾乎未發(fā)生磨損。而現(xiàn)行橋梁支座上所用的聚四氟乙烯滑板,按歐標(biāo)EN1337-2 《支座滑動(dòng)部件》的要求,僅在σ=30MPa,V=2mm/s的條件下,與不銹鋼板相對(duì)滑動(dòng)10km后,已有明顯的材料磨損發(fā)生。
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